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毕业论文（设计）题目：XY-4钻机弹簧式给进装置设计Design Of Spring Moving System By XY-4 drilling machine2010 年5 月XY-4钻机弹簧式给进装置设计摘要瓶装牛肉酱自动生产线是一类比较传统的生产线，随着国民经济的发展和人民生活的改善，这种自动生产线技术也得到了空前的发展。
近年来，我国的瓶装牛肉酱需求量日趋增大，随着市场竞争的加剧与消费群体的日益成熟，对瓶装牛肉酱的要求也越来越高。
但是我国的瓶装牛肉酱生产工业目前还存在许多不尽如人意的地方。
由于瓶装牛肉酱自动生产线的控制复杂，目前我国大多数瓶装牛肉酱生产企业技术装备落后，自动化程度低，产品质量不稳定。
如何提高瓶装牛肉酱生产的综合自动化水平，增强我国瓶装牛肉酱产业的综合实力和国际竞争力是一个刻不容缓的研究课题。
为此，本文通过对瓶装牛肉酱自动生产线的控制及关键问题的分析，从硬件、软件两个方面对瓶装牛肉酱生产过程中的自动控制系统进行设计。
整个系统分为两个部分。
第一部分为可编程控制器(PLC)控制系统的设计，控制瓶装牛肉酱自动生产线的相关动作，主要完成对现场数字、模拟信号进行采集和处理以及对执行元件进行实时控制的功能。
第二部分为测试系统的设计，通过PLC系统的内部信号对系统进行测试，并将结果显示到文本屏上，方便用户处理各种情况。
关键词：装箱机；瓶装牛肉酱；PLCAbstractAutomatic production line of bottled sauce beef is one of traditional production line. With the development of civil economy and the improvement of demotic living condition，Bottled sauce beef industry has also been rapidly improved. But still，because of the complex technology of the bottled sauce beef production，there are many drawbacks，Such as behindhand technical equipments，rare application of automation，instable product quality. How to improve the integrated automation level in automatic production line of bottled sauce beef becomes a urgent research project. Thus，this paper designs the automatic production line of bottled sauce beef in hardware and software through analyzing the technology and the analysis of key issues. Two aspects of the bottled sauce beef process in the control system design. Adopting a classification system as a whole structure. The first class for the programmable logic controller(PLC), complete control of the main software interface and control process data monitoring, management and recording functions. PLC main sub-stations between the stations and through network connection, PLC and IPC network connection. The two class for Test System (PLC),system is tested by internal signal of PLC, and result is printed by the signal screen for convenient.Key words: packing machine ; bottled sauce beef ; PLC目录第1章绪论 (1)1.1 国外包装机械概述 (1)1.2 我国包装机械业发展的思考和发展战略 ............. 错误！未定义书签。
XY-4岩心钻机升降机的设计当前，岩心钻机升降机主要使用定轴式行星轮系升降机，本文就是在已有的定轴式行星轮系升降机的基础上，设计出能够实现设计要求的四档提升速度的升降机。
在设计过程没有改变原有的升降机零部件的位置关系，但由于，传动比以及传动速度的不同，所以，通过受力分析计算，加大了行星齿轮、中心齿轮、内齿圈的厚度；同时也加大了抱闸抱紧时的抱紧半径。
利用先进的现代软件分析，就能发现，通过计算分析所获得的结论是正确，也就是说，本文所设计的升降机能够实现所要求的提升速度。
引言升降机是钻机的主要执行机构之一。
在钻孔的全过程中，其主要作用是升降钻具，另外，还有升降套管，一定条件利用升降系统悬挂钻具、进行快速扫孔、采用主动钻杆控制减压钻进、利用升降机强力起拔处理孔内事故等作用。
升降机升降工序所占时间比例甚大，并且随孔深而增加，一般约占工作时间的1/3～1/2。
升降机的完善程度，必然明显的影响钻探的效率、钻探质量、生产的安全。
因此，对钻机的升降机进行设计和性能分析是非常必要的。
直至目前，工程人员所设计的升降机按传动方式可分为：胀闸传动式、锥摩擦传动式、片式摩擦力合器传动式、液压传动式、行星轮传动式5类。
而这5类升降机各自有各自的特点：锥摩擦传动式升降机结钩比较简单，易损件少、结实耐用、但传动效率小，两摩擦锥面易进入泥浆、油污等，工作可靠性较差。
只有少数窃孔及次深孔钻机使用。
片式摩擦力合器传动式升降机传动较锥摩擦式平稳，传动同样功率时．结构尺寸较锥摩擦式小，但结构较锥摩擦式复杂，更换离合器片不太方便。
液压传动式升降机可以实现无级调节升降机的速度和远距离自动控制，而且升降机结构大大简化。
不足之处是液压马达要求加工、装配精度高、不便野外修配。
行星轮传动式升降机与摩擦传动式相比，在尺寸相同时，能传递较大功率以及获得较大的传动比；传动效率大；结构紧凑，传动平稳，操作灵活。
从这5中升降机的使用和研究情况来看，前3中升降机已经被淘汰，最后一种为目前应用最为广泛的升降机，但从长远的角度看，能实现无级调速和远程控制的液压传动式升降机将是将来的主要发展方向。
一、概述XY-4型钻机是根据我国勘探技术发展的经验，结合我国地质工作的特点，设计试制成功的一种新型高速金刚石岩心钻机, 钻机外形图见图1。
该钻机于1976年1月通过了国家正式鉴定。
本厂生产的这种钻机于1988年荣获国家银质奖。
产品行销全国各地。
基本型XY-4型钻机配套动力为潍柴4100型柴油机或Y200L-4型30千瓦电动机。
根据用户需要也可选配相类似的柴油机或电动机。
XY-4型钻机具有最高达1588转每分的高速，同时也具有101转每分的低速，转速级数多达8级，因此该钻机的工艺适应性较强，使用范围较大，除主要用于地表及坑道对固体矿床的金刚石，硬质合金钻探外，可用于工程地质勘察，浅层石油，天然气，地下水钻探，也可用于堤坝注浆和坑道通风排水等工程孔钻进。
在推行标准化、系列化、通用化的过程中，我厂对该机全套图纸进行重新复核，贯彻执行了国家现行的最新标准，因此产品精度更加严密，同机型的互换性增强。
根据多数用户的要求，在贯标过程中将部分结构重新设计，性能更优越，并在地质系统内基本统一，为广大用户在使用、维护保养方面提供了方便。
XY-4型钻机与一般类型油压钻机比较具有下列特点：1、钻机具有较高的转速和较合理的转速范围，转速级数较多，低速扭矩大，适合小口径金刚石岩心钻进，也能满足大口径硬质合金岩心钻进和各种工程钻孔的要求。
2、钻机重量较轻，可拆性较好，钻机可分解成九个整体部件，最大部件仅218千克，便于搬迁，宜于山区工作。
3、结构简单，布局较合理，所有部件均表露在外，不相互重叠，便于维护，保养和修理。
4、钻机具有两个反转速度，处理事故时劳动强度不大，且安全。
钻机移车平稳，固定牢靠，钻机机架坚固，重心低，高速钻进时稳定性好。
5、配有仪表，利于掌握孔内情况，操作手柄较少，布局较合理，操纵灵活可靠。
6、钻机与泥浆泵采用单机分别传动，机场布置比较灵活，可减少机场面积。
二、技术规格和主要技术参数1、基本参数：钻孔深度用42毫米钻杆………………1000米(最深1200米)用50毫米钻杆…………………700米(最深850米) 钻孔倾角……………………………………………………..………360°外形尺寸(长×宽×高)……………………………...2710×1100×1750毫米钻机重量（不包括动力机）……………………………………1500千克最大部件重量……………………………………………………218千克2、回转器立轴转速：当动力机转速为1500转/分时正转低速……………………………………101；187；267；388 转/分高速………………………………… 311；574；819；1191 转/分反转低速……………………………………………………… 83 转/分高速………………………………………………………251 转/分当动力机转速为2000转/分时正转低速………………………………………135；250；355；517 转/分高速…………………………………415；765；1090；1588 转/分反转低速…………………………………………………………110转/分高速…………………………………………………………338转/分立轴行程…………………………………………………………600毫米立轴最大起重能力……………………………………………80000牛顿立轴最大加压能力……………………………………………60000牛顿立轴扭矩: 当动力机功率为40马力，转速为1500转/分时2640；1410；980；660牛顿·米830；440；300；200牛顿·米立轴内径……………………………………………………………68毫米3、卷扬机：当柴油机功率为40马力，转速为1500转/分时提升能力（单绳）…………………30000；16000；11000；7700牛顿提升速度（第三层）…………………….0.82；1.51；2.16；3.15米/秒当柴油机功率为60马力，转速为2000转/分时提升能力（单绳）…………………33000；17800；12450；8600牛顿提升速度（第三层）………………….…1.09；2.02；2.89；4.18米/秒钢丝绳直径…………………………………………………………16毫米卷筒容量……………………………………………………………90 米卷筒直径…………………………………………………………285毫米闸轮直径…………………………………………………………490毫米刹带宽度…………………………………………………………120毫米4、移动装置移动油缸行程……………………………………………………460毫米钻机离开孔口距离………………………………………………310毫米5、液压系统⑴、系统压力工作压力………………………………………………………..…8兆帕最高压力…………………………………………………………12兆帕⑵、油泵排量……………………………………………………………20毫升/转转速……………………………………………………………1500转/分工作压力…………………………………………………………20兆帕最高压力…………………………………………………………25兆帕6、钻机动力电动机柴油机柴油机型号Y200L-4 X4105BG26-15 ZH4100G43功率30千瓦35.3千瓦31千瓦转速1465转/分1500转/分1500转/分重量260千克670千克350千克三、钻机传动系统钻机传动系统见图2，动力机通过弹性联轴节、摩擦离合器将运动传至变速箱。
本科生毕业设计（论文）说明书学生姓名：胡军雄学号：14030603班级：140306专业：机械工程及自动化指导教师：马文星摘要当前，岩心钻机升降机主要使用定轴式行星轮系升降机，本文就是在已有的定轴式行星轮系升降机的基础上，设计出能够实现设计要求的四档提升速度的升降机。
在设计过程没有改变原有的升降机零部件的位置关系，但由于，传动比以及传动速度的不同，所以，通过受力分析计算，加大了行星齿轮、中心齿轮、内齿圈的厚度；同时也加大了抱闸抱紧时的抱紧半径。
利用先进的现代软件分析，就能发现，通过计算分析所获得的结论是正确，也就是说，本文所设计的升降机能够实现所要求的提升速度。
AbstractAt present, rock driller elevator mostly betakes fix-shaft planet-wheel system elevator. This article tends to design a new system with 4-level elevating speed which could realize the design demands on the basis of existing fix-shaft planet-wheel system elevator. In this article , instead of changing the ubiety among the parts of the original elevator , the author keeps on using the original structure. However, because of the differences of the transmission ratio and speed, the author enlarges the planet gear, solar gear , thickness of the inner circle ring as well as the enclasping radius of the enclasping brake through the mechanical design and calculation .By the advanced modern soft-ware analyse ,we can see that the conclusions acquired by the analyse are correct , i.e. this article succeeds to satisfy the demanding elevating speeds.目录引言 (1)第一章概述 (2)1.1XY—4岩芯钻机的发展历史 (2)1.2XY—4岩芯钻机的发展的主要决定因素 (3)1.3钻探设备发展的趋势 (3)1.4钻机分类 (4)第2章设计总论 (5)2.1XY—4岩芯钻机升降机的功用、设计要求及设计条件 (5)2.1.1 XY—4岩芯钻机升降机的功用 (5)2.1.2 XY—4岩芯钻机升降机的设计要求 (5)2.1.3 XY—4岩芯钻升降机的设计条件 (5)2.2XY—4岩芯钻机升降机类型的确定 (5)2.3XY—4岩芯钻机升降机的设计方案的确定 (6)2.4XY—4岩芯钻机升降机的组成分析 (7)2.5XY—4岩芯钻机升降机结构示意图与工作原理分析 (9)2.5.1 XY—4岩芯钻机升降机的结构示意图.................. 错误！未定义书签。
ZDY1200S(MK-4)型钻机使用说明书D前言本标准依据GB/T 1.1—2009《标准化工作导则第一部分：标准的结构和编写》给出的规则起草。
请注意本文件的某些内容可能涉及专利。
本文件的发布机构不承担识别这些专利的责任。
本标准由松树滩煤矿提出并归口。
本标准起草单位：内蒙古太西煤集团股份有限公司松树滩煤矿。
本标准主要起草人：王宝德、胡朝明、宋新军。
ZDY1200S（MK-4）型钻机使用说明书1 范围本标准规定了ZDY1200S型钻机的技术参数、工作原理、维护与保养等内容。
本标准适用于ZDY1200S型钻机的工艺技术检查。
2 规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的。
凡是注日期的引用文件，仅所注日期的版本适用于本文件。
凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。
煤炭科学研究总院西安分院技术说明3 型号含义Z D Y 1200 S双泵系统最大额定转矩N.m液压传动动力头式钻机4 主要技术参数a)回转装置：额定转矩 N.m 1200～320额定转速 r/min 80～280油马达型号6V80MA油马达排量 ml/r 3～80钻杆直径 mm 42/50主轴通孔直径 mm75b)给进装置：主轴倾角0～±90°最大给进力 kN 36给进速度 m/s 0～0.45最大起拔力 kN 52起拔速度 m/s 0～0.31给进/起拔行程 mm 650c)泵站：液压系统额定压力 MPa 主油泵21副油泵12主油泵型号 A7V58MA（限量40ml/r）主油泵排量 ml/r 0～40电动机型号YBK2-180L-4电动机功率 kW 22油箱有效容积 L85d)整机：适用钻孔深度 m 300（φ42钻杆）200（φ50钻杆）开孔直径 mm 110终孔直径 mm 75主机外形尺寸（长×宽×高）mm 1850×710×1460钻机质量 kg13605 钻机结构简介该钻机采用分组式布置，整机共分主机、泵站、操纵台三大部分，各部分之间用胶管连接。
开题报告(XY-4岩心钻机升降机的设计)岩心钻机的功用：钻机是向地下钻孔的机器，是完成钻进施工的主机，它带动钻具和钻头向地层深处钻进，并通过升降机完成起下钻具和套管，提取岩心，更换钻头等辅助工作。
泵的作用是向孔内输送冲洗液以冲洗孔底，冷却钻头和润滑钻具。
它广泛应用于国明经济的许多部门，它是从事各种钻探施工必不可少的主体设备。
升降机的功用：钻机的升降机有主升降机和副升降机之分：主升降机用于升降钻具和套管；副升降机可用于起吊其它管材或重物，打捞绳索取心钻具内管，升降捞砂简、取土器等。
升降机的设计要求：由于钻机的升降机在在钻探的过程中，工作时间长，其性能的好坏，直接关系到钻进的效率钻孔的质量和生产的安全，因此升降机要满足以下要求：①在满足升降机工艺要求的前提下，应能最大限度地降低升降工序的机动时间和充分提高功率利用系数。
②要求升降机的结构与强度具有一定的超载能力。
③操作方便、动作灵敏、平稳、劳动强度小、工作安全可靠，现代钻机应考虑操作远离钻机本体，实现远距离手柄或按扭操作。
④结构简单。
设计目的：①通过设计知道钻机的工作性能以及升降机的结构；②分析升降机的转矩特性和转速特性；③分析计算升降机的特性参数；③应用一些软件对升降机进行仿真分析，从而，进一步了解升降机的性能。
技术方案的确定：本次设计是在原有的XY-4岩心钻机的基础上，利用所给的设计参数：①输入轴转速（r/min）：约450、约310、约217、约117；②卷筒转速（r/min）：约160、约110、约78、约42；③最大提升能力：29.4KN；④卷筒直径：285mm；⑤钢绳直径：16mm；⑥卷筒容绳量：52mm；⑦提升速度：0.82、1.51、2.16、3.13。
进行计算，分别进行工作参数的选择：①升降机的最大起重量Pq；②提升速度分为：最高缠绳速度Vmax、最低缠绳速度Vmin；③调速范围R；④速度档数及中间速度。
抱闸的受力分析：①下降制动力矩；②提升制动力矩；③手柄上的作用力；抱闸的发热验算：抱闸在制动过程中，将钻具和提升系统的动能全部转化为热能，这些热能会使抱闸和制圈的温度升高。
性能特点
XY-4型钻机为我国第一代立轴式金刚石钻机。
它设计先进、布局合理、结构紧凑、操作灵活、坚固耐用、可拆性好、便于搬迁、修理方便。
XY-4型钻机可用于固体矿床勘探、工程地质及地下水勘探，浅层石油、天然气勘探，堤坝灌注、坑道通风、排水钻探。
主要技术参数:
1、钻孔深度
43mm钻杆：1000 m
50mm钻杆：700 m
2、回转器
转速：（正转八速）135～1588 r/min；（反转两速）110；338 r/min
立轴行程：600 mm
立轴内径：68 mm
最大加压力：54 kN
最大起拔力：72 kN
3、卷扬机
提升速度（第三层）：1.09；2.02；2.89；4.18 m/s
最大提升能力（单绳）：30 kN
4、移动装置
移动油缸行程：400 mm
钻机离开孔口距离：250 mm
5、动力（按用户需要配）
电动机，30kW，1470r/min
柴油机，36.75kW，2000r/min
6、重量（不包括动力机）：1500 kg
7、外形尺寸（长×宽×高）：2640×1100×1750 mm。
浅谈XY—4型钻机保养与维修[摘要]XY-4型岩芯钻机主要适用于固体矿床的金刚石、硬质合金勘探钻进，也可用于工程地质与水下勘探；浅层石油和天然气开采，以及矿山坑道的通风、排水等钻孔。
其结构简单紧凑，布局合理，重量轻，折卸方便，转速范围合理。
因其完美的设计，曾于1987年分别获得原国家地质矿产部优质产品奖和甘肃省优质产品奖，于1988年获得国家质量审定委员会颁发的银质奖章。
该产品除了销售全国各地外，还出口至东南亚和非洲国家，得到了世界范围内的广泛认可与运用，基于此本文在介绍XY-4型钻机工作的两个重点系统：机械传动系统和液压系统，重点分写了XY-4型钻机施工的安全与生产管理，尤其是安装与拆卸。
[关键词]XY-4型钻机机械传动系统液压系统安装拆卸生产管理0前言XY-4型钻机具有较高的转速和较合理的转速范围，转速级数较多，低速扭矩大，适合小口径金刚石岩心钻进，也能满足大口径硬质合金岩心钻进和各种工程钻孔的要求。
钻机重量较轻，可拆性较好。
钻机可分解成九个整体部件，最大部件仅218千克，便于搬迁，宜于山区工作。
结构简单布局较合理，所有部件均表露在外，不相互重叠，便于维护、保养和修理。
钻机具有两个反转速度，处理事故时劳动强度不大，且安全。
钻机移车平稳，固定牢固，钻机机架坚固，重心底，高速钻进时稳定性好。
配有仪表，利于掌握孔内情况，操纵手柄较少，布局较合理，操纵灵活可靠。
钻机与泥浆泵采用单机分别传动，机坜布置比较灵活，可减少机场面积。
1 XY-4型钻机施工安装安全注意事项1.1使用前的检查与准备钻机安装必须牢固，各部分连接件紧固、可靠；检查液压油箱和变速箱油位是否合适。
机架导轨面、立轴等运动摩擦部位应清洁、润滑；将离合器手柄拉在断开位置，其它运动手柄放在中间位置，用扳手扳动卷筒，将变速箱手柄放在高速位置，用管钳旋转钻杆立轴，检查各旋转件是否灵活、有无阻力过大现象；检查油路系统各油管接头是否拧紧，对接是否正确。
毕业论文（设计）题目：XY-4钻机弹簧式给进装置设计Design Of Spring Moving System By XY -4 drilling machine第1章 总体方案设计1.1 液压钻机的基本工作原理液压钻机在整个钻进过程中是靠液压卡盘夹住钻杆进行钻进的，液压卡盘夹紧主动钻杆，向钻杆传递扭矩及轴向力，实现钻头的回转和给进，完成加减压钻进。
2.2液压钻机回转器设计液压缸碟簧图2-1瓶装牛肉酱自动生产线工艺流程示意图回转器的功用是传递动力，使钻具以不同转速和扭矩作正转或反转，并导正钻具方向。
立轴回转器由箱壳、横轴、锥齿轮副、立轴导管、立轴及卡盘等主要零件组成。
其中立轴与卡盘，除传递回转运动和扭矩外，还通过液压缸、活塞与横梁的作用，带动钻具上下运动，传递给进力和上顶力。
XY-4型钻机回转器结构如图3-5所示。
回转器的角传动采用大锥齿轮下置式弧齿锥齿轮传动。
立轴导管两端各用一盘46221型轴承T 支承在回转器箱体的镗孔中，立轴导管内孔与立轴间以六方截面作滑动配合，因而立轴既可随导管转动，又可在导管内上下滑动。
立轴通过卡盘将穿过其内孔的机上钻杆夹紧固定，故钻具与立轴作同步运动。
导管承受一定的径向力，并起导向作用。
立轴下端装有起辅助作用的手动下卡盘。
2.2液压钻机卡盘设计卡盘的功用是传递回转运动与扭矩；传递轴向运动和给进（或上顶）力。
现代立轴式钻机上卡盘均采用液压卡盘。
液压卡盘可分为三种类型：2.2.1 弹簧夹紧液压松开常闭型卡盘该卡盘的夹紧动作由油缸内高压油卸荷来完成，在弹簧张力作用下，卡圈上移，卡圈斜面使齿瓦向内产生径向位移，并增力夹紧机上钻杆。
因为楔面角小于斜面摩擦角，具有自锁作用。
松开时，油缸内接高压油，在活塞上面产生大于弹簧负荷的向下的轴向力，卡圈随之下移，使齿瓦向外径方向位移，松开机上钻杆。
2.2.2 液压夹紧弹簧松开常开型卡盘这种卡盘与前者基本相似，只是弹簧与油缸位置相互调换了，因此动作原理也要互换。
这种卡盘靠弹簧力松开，当夹持钻杆过紧时，有时发生不易松开现象。
立轴2.2.3 液压紧松式卡盘这类卡盘有两种型式：齿条齿轮螺旋增力式和楔面增力式。
XY-4型钻机的上卡盘为液压卡盘，下卡盘为机械卡盘。
下卡盘只传递回转运动和扭矩，并帮助保持主动钻杆的回转稳定性，通常在深孔钻进或强力起拔钻具时才使用。
XY-4型钻机液压卡盘（图3-5）是弹簧夹紧液压松开常闭型卡盘。
卡盘由卡盘上壳、卡盘下壳、活塞、碟簧、卡圈、卡瓦、卡瓦座等组成。
环状活塞装在液压缸内，构成单作用液压缸。
卡瓦座以内左旋方螺纹与立轴上端连接，卡瓦座外右旋螺纹拧有防松螺母，通过立轴轴肩将立轴与卡瓦座固紧，形成能承受正反扭矩的螺纹联接结构。
卡瓦座上部均布3个长方槽，3块卡瓦座装在槽内，可作径向移动。
卡瓦背面是6°斜面，用沉头螺钉拧接压板，压板装在卡圈的"T"形斜槽中，卡圈可作轴向移动。
9片碟簧套座在卡瓦座外圆上，卡圈坐在其上，在卡圈凸缘处装有单向推力球轴承。
卡瓦座上端用螺钉固定有顶盖。
2.3液压钻机碟簧及油缸选取采用浮动双油缸碟簧夹紧方式，碟簧夹紧，油压放松。
综合考虑碟簧参数及各部分尺寸协调，有如下选择，方可满足碟簧力既大于所需夹紧力，又小于油缸压力，即碟簧夹紧，通油后进一步压缩碟簧，放松钻杆。
1. 系列B: D/t≈28；h0/t≈0.75；E=206GPa；μ=0.3。
2．标记：一级精度，系列B，外径D=112mm 的第2 类弹簧，标记为：碟簧B112-1 GB/T 1972－1992。
外径D =12 mm 内径d =57 mm 厚度t =4 mm 压平时变形量h0 =3.2 mm,自由高度H0= 7.2mm,设压力为F= 17800N, 正常变形量f= 2.4mm 0。
因此，选用10 个，总变形量可达24mm。
根据所提要求初步确定选用油缸φ125mm，活塞杆φ40mm ，端部法兰连接4-φ18，所需行程较小且受安装位置限制。
系统油压p = 80bar产生的油压力F1 =88077N, 大于碟簧力F = 17800N ，满足F min= 14282N <F< F1= 88077N，因此可行。
满足夹紧钻杆时所需最小碟簧夹紧力14282N，每个碟簧被压缩1.9mm,碟簧总共被压缩约19mm.活塞总行程40mm,在极限位置时，安装碟簧的位置空间为75mm,10 个碟簧自然长度为72mm, 满足安装条件。
活塞移动3mm, 开始压缩碟簧，继续移动19mm,压缩碟簧，夹紧钻杆.放松钻杆时在油压的作用下，碟簧继续可被压缩5mm.碟簧被完全压平时，总变形为32mm，小于活塞总行程40mm.整体设计满足结构和功能要求。
第三章具体结构的设计与计算3.1碟形弹簧的设计及校核碟形弹簧的特点：（1）在载荷作用方向上尺寸较小，且能在很小变形时承受很大载荷，轴向空间紧凑。
与其他类型的弹簧相比，其单位体积材料的变形能较大。
具有较好的缓冲吸振能力，特别是在采用叠合弹簧组时，由于表面摩擦阻尼作用，吸收冲击和消散能量的作用更显著。
（2）在承受和大载荷的组合弹簧中，每个碟片的尺寸不大，有利于制造和热处理。
当一些碟片损坏时，只需要个别更换，因而有利于维护和修理。
（3）具有变刚度特性。
改变碟片内截锥高度h与碟片厚度t的比值，可以得到不同的弹簧特性曲线，可为直线型、渐增型、渐减型或是它们的组合型式。
此外还可以通过由不同厚度碟片组合或由不同片数叠合碟片的组合得到变刚度特性。
（4）由于改变碟片数量或碟片的组合形式，可以得到不同的承载能力和特性曲线因此每种尺寸的碟片，可以适应很广泛的使用范围，这就使备件的准备和管理比较容易。
3.1.1碟形弹簧选取考虑到碟形弹簧有如上所述特点，因此XY-4型钻机的杠杆式液压卡盘采用碟形弹簧式结构。
本章可能需要用到的公式见表4.1：表 3.1 单片碟形弹簧的计算公式续表使用单片碟形弹簧时，由于变形量和载荷值往往不能满足要求，故常用若干碟形弹簧以不同形式，以满足不同的使用要求。
使用组合碟簧时，必须考虑摩擦力对特性曲线的影响。
摩擦力与组合碟簧的组数、每个叠层的片数有关，也与碟簧表面质量和润滑情况有关。
由于摩擦力的阻尼作用，叠合组合弹簧的刚性比理论计算值大，对合组合弹簧的各片变形量将依次递减。
在冲击载荷下的使用组合碟簧，外力的传递对各片也依次递减。
所以组合碟簧的片数不宜过多。
应尽量采用直径较大、片数减小的组合弹簧。
复合组合碟簧即由多组叠合碟簧对合组成的复合碟簧，仅考虑叠合面间的摩擦时()11-±=n f nF F M z(3.13)式中 z F ——弹簧的载荷F——碟簧未计摩擦力时的载荷M f ——碟簧锥面间的摩擦系数 R f ——承载边缘处的摩擦系数 n ——碟簧的片数3.1.2 碟形弹簧的设计本论文需要设计一组合碟形弹簧，承受变载荷，在KN F 601=和KN F 802=之间循环工作，其最大工作变形量mm f 10=，要求其内径为mm d 57=。
按内径57=d mm 的要求，如表3.2所列：表3.2表中f 为变形量，其余各符号含义见图3.1图 3.1由表3.2可见采用单片碟形弹簧不能满足要求。
根据弹簧所能承受的力以及弹簧所受到的力，可以采用A 系列复合组合，标准指明为无支承面结构。
根据标准给定的材料，可知其弹性模量MPa E 310206⨯=，泊松比3.0=μ。
(1) 确定系数。
根据表3.2所列A57尺寸可知直径比96.157112==C ，计算系数如表3.3所示：表3.3上表中1K 、2K 、3K 为计算系数插值法计算系数687.01=K ，211.12=K ，364.13=K ，因为是无支承面碟形弹簧，故14=K 。
(2) 单片碟簧载荷的计算。
对复合组合弹簧应考虑叠合面间摩擦力对载荷的影响。
取摩擦系数02.0=M f ，碟片所受载荷为()=--⨯=nn f F F M Z 1111()21202.0110603-⨯-⨯⨯4.29= KN(3.14)()nn f F F M Z 1122--⨯= ()2.3921202.0110803=-⨯-⨯⨯= KN (3.15)由式(4.2)可得碟簧被压平时的载荷： ()()74.56112687.05.263.011020641423232132=⨯⨯⨯-⨯⨯=⨯-=DK h t EF o c μ KN(3.16)(3) 碟簧变形量的计算。
由以上数据可得52.074.564.291==cF F ，69.074.562.392==cF F(3.17)又417.065.20==th48.001=h f ，2.15.248.048.001=⨯==h f mm (3.18)66.002=h f ，65.15.266.066.002=⨯==h f mm(3.19)(4) 叠合组数和结构尺寸。
满足总变形量102=Z f mm ，由参考文献[3]表15-8可知所需叠合组数06.665.11022===f f i Z (3.19)取7个叠合组。
本设计的碟簧为2个叠合与7个对合碟簧复合而成。
则组合碟簧的结构尺寸：自由高度()[]()[]5.1016125.8710=⨯-+⨯=-+=t n H i H Z mm(3.20)载荷1F 作用下的高度 1.932.175.10111=⨯-=-=if H H Z mm(3.21)载荷2F 作用下的高度 95.8965.175.10122=⨯-=-=if H H Z mm (3.22) 组合弹簧的总变形量 55.1195.895.10122=-=-=H H f Z Z mm (3.23)略多于10mm 的要求值，可用。
(5) 预压变形量f变载荷作用下的碟簧安装时，必须有预压变形量f 。
一般002.0~15.0h h f =，取mm h f 5.05.22.02.00=⨯== (3.24) 它能防止处出现径向小裂纹，有利于提高碟簧寿命。
3.1.3 疲劳强度的校核承受变载荷的碟形弹簧，其失效形式为疲劳断裂。
碟形弹簧疲劳源，都是在图4.1.1所示下表面受拉应力的内圆周∏点或外圆周I ∏点处。
虽然∏、I ∏点并不是最大应力点，但是由反复变化作用的拉应力产生的疲劳裂纹是发展性的，因此在应力大小超过一定数值，应力循环次数达到一定界限时，碟片将产生疲劳断裂。
为保证变载荷下碟形弹簧的强度致 谢经过半年的忙碌和工作，本次毕业设计已经接近尾声，作为一个本科生的毕业设计，由于经验的匮乏，难免有许多考虑不周全的地方，如果没有指导老师的督促和指导，以及一起工作的同学们的支持，想要完成这个设计是很难的。
在这里首先要感谢我的指导教师孙晓辉老师。
黄老师平日里工作繁多，但在我做毕业设计的每个阶段，从外出实习到查阅资料，设计方案的确定和修改，中期检查，后期详细设计，部装草图等整个过程中都给予了我悉心的指导。
